18 בינואר 2016
פשפשי מיטה מסתמכים על נוירונים של קולטני ריח השוכנים ברגישות הריח של האנטנות שלהם כדי לזהות סמיוכימיקלים בסביבה. תוך שימוש בהקלטת סנסילום יחידה, אנו מדגימים שיטה להערכת תגובת פשפש המיטה לסמיוכימיקלים ולחקור את תהליך הקידוד הכרוך בכך.
המטרה הכוללת של הקלטת הסנסילום היחיד היא לחקור את התגובות העצביות של רגישות הריח של האנטנה לריחות שונים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות המפתח בתחום האקולוגיה הכימית, כגון האם החרק יכול לזהות את הריחות הכימיים מסביבתו וכיצד הוא מעבד את הריחות הכימיים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מאפשרת שיקוף של פעילות הנוירון הבודד של הפונקציה.
הוא מספק מדידה מדויקת יותר של רגישות הנוירונים לריחות הכימיים. ההשלכה של טכניקה זו התרחבה לפיתוח מושכים או דוחים בהדברת חרקים. מכיוון שניתן להשתמש בטכניקה זו בכמות גדולה של כימיקלים החשובים ביולוגית לחרק.
התחל הליך זה על ידי הרדמת פשפשים על קרח למשך שתיים-שלוש דקות. לאחר מכן תקן את החרקים, האנטנות והגוף על מיקרוסקופ, מכסה להחליק עם סרט דו צדדי והסר את הרגליים במספריים עדינים. השתמש בסיכה קטנה כדי לכוונן בעדינות את האנטנות על הקלטת.
לאחר מכן, הנח את החלקת הכיסוי על כדור קטן של שעווה דנטלית כדי להקל על המניפולציה והתאם אותו לזווית של 90 מעלות להצבת אלקטרודת ההקלטה. לאחר הקיבוע, הנח את פשפש המיטה מתחת למיקרוסקופ סטריאו. הפעל את מקור האור והתאם את עוצמת התאורה עד שהאנטנות יוצגו בבירור.
לאחר מכן מקד את המיקרוסקופ על הדגל השני של האנטנות של פשפש המיטה בהגדלה גבוהה. בשלב זה, חבר את המגבר המקדים עם בקר רכישת אותות, המחובר למחשב לצורך הקלטת אותות והדמיה. לאחר מכן, פתח את התוכנה ולחץ על הקלט משורת התפריטים.
לאחר מכן בחר גל כדי להתחיל להקליט את אותות הגל. הפעל את הרמקול המחובר למגבר המקדים כדי להציג את הטון של התגובות העצביות מרגיש האנטנה. כעת הכנס את אלקטרודת הייחוס לבטן של פשפש המיטה המיוצב.
לאחר חיבור אלקטרודת הייחוס לבטן של פשפש המיטה, הזז את אלקטרודת ההקלטה לכיוון הקצה האחורי של האנטנות של פשפש המיטה. כאשר אלקטרודת ההקלטה נמצאת במגע עם קצה האנטנות הימניות, אתר את האלקטרודה בהגדלה נמוכה. לאחר מכן כוונן את אלקטרודת ההקלטה תוך הגדלת ההגדלה בהדרגה עד שגם האלקטרודה וגם סנסילום האנטנה נמצאים באותו מישור ונראים בבירור מתחת למיקרוסקופ.
לאחר מכן, הכנס את אלקטרודת ההקלטה לפיר הסנסילום באמצעות המיקרו-מניפולטור. הורד אותו עמוק יותר אם רעשי הרקע גבוהים מדי. לאחר שנצפו פוטנציאל פעולה ברור מהסנסילום המוקלט, מלאו מיקרו פיפטה בגירוי בוטני.
השתמש במיקרו פיפטה כדי להפקיד 10 מיקרוליטר של הגירוי על רצועת נייר סינון בתוך פיפטה מזכוכית. הקלטה מדויקת וישירה של אלקטרודות לסנסילום היא המפתח להצלחת הניסוי. ניתן להפחית חלקית את רעשי הרקע לאחר החדרת האלקטרודות מעט עמוק יותר.
לאחר מכן, חבר את הפיפטה הטעונה לשקע צינור זרימת הגירוי והנח את קצה הפיפטה לתוך החור הקטן בצינור המכוון לכיוון האנטנות. כאשר כל החיבורים מתייצבים, לחץ על מתג כף הרגל של בקר הגירוי כדי להעביר גירוי לזרם האוויר הלח הרציף והתחל להקליט. תהליך ההקלטה יימשך 10 שניות החל משנייה אחת לפני הגירוי.
ספרו את פוטנציאל הפעולה במצב לא מקוון למשך שתי תקופות של 500 אלפיות השנייה, אחת לפני הגירוי ואחת אחריה. כדי להציג גירוי נוסף, סמן פיפטה חדשה עם 001% אקליפטול לבדיקה. מרחו 10 מיקרוליטר מהגירוי לפני שמניחים עליו פיסת נייר פילטר קטנה.
לאחר מכן המתן שתיים עד חמש דקות עד שהגירוי יתאדה לחלוטין בפיפטת הזכוכית. חבר את הפיפטה לשקע צינור זרימת הגירוי. לאחר מכן, הכנס את קצה הפיפטה לחור הקטן של הצינור המכוון לכיוון האנטנות.
לחץ על מתג כף הרגל והתחל את ההקלטה של 10 שניות. לאחר מכן, נתק את הפיפטה והכין פיפטה נוספת עם 01% אקליפטול. בדוק את כל שאר המינונים של אקליפטול על סנסילה האנטנה כדי לראות את התגובות התלויות ביותר.
באיור זה, עקבות האות מציגות את התגובה העצבית האופיינית של חוש הריח לממס המשמש כבקרה בהקלטת הסנסילום היחידה. הקלטת האותות החלה שנייה אחת לפני 0.5 שניות של גירוי הנשיפה. האות נרשם ברציפות במשך 10 שניות לאחר התחלת נשיפה הגירוי.
עקבות אות אלה מראים את התגובה העצבית החזקה ביותר של חוש הריח לגירוי בוטני של 10% בטאפינן חיובי. לאחר שנשיפה של גירוי מועברת לחוש הריח, נוירוני חוש הריח בתוך הסנסילום הזה מופעלים בתדירות גבוהה לדינמיקה זמנית ארוכת טווח. שכן בהליך זה יש את המסר שניתן לבצע התנהגות של חרק על מנת לענות על שאלות נוספות כמו מהן התגובות ההתנהגותיות של חרקים לכימיקלים מסוימים עם תגובות נוירונים חזקות.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין טוב יותר כיצד לתעד את תגובות נוירוני הריח של החרקים לגירוי הכימי.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מחקר זה בוחן את התגובות העצביות של פש treten למספר חומרי ריח באמצעות רישום של סנסילום בודד. שיטה זו מאפשרת מדידה מדויקת של האופן שבו חרקים אלו מזהים ומעבדים אותות כימיים בסביבתם.
הקלטה מסנסילום בודד (Single sensillum recording) מאפשרת מדידה מדויקת של תגובות נוירונים ריחניים לחומרים כימיים סיגנליים (semiochemicals), ובכך תומכת בתיקוף מטרות בשלבים מוקדמים של בקרה על וקטורים. גישה זו מספקת נתונים עצביים כמותיים להפחתת סיכונים בסינון מועמדים לחומרי משיכה או דחייה לצורך התמודדות עם פש treten. השיטה מגבירה את הביטחון החזוי בזיהוי תרכובים פעילים התנהגותית לפני ביצוע בדיקות התנהגותיות בהמשך התהליך.
השיטה משתלבת בתהליכי עבודה של שלבי הגילוי המוקדמים, ומספקת תובנות מכניסטיות המנחות את התהליך של הפיכת פגיעות למובילות (hit-to-lead) בתוכניות לבקרת וקטורים.